荒漠草原典型植物群落枯落物生态水文功能

在退化荒漠草原生态系统恢复过程中,枯落物是联系植被和土壤物质循环与能量流动的重要中间环节,且发挥着重要的生态水文功能。通过调查荒漠草原5种典型植物群落（蒙古冰草群落、甘草群落、赖草群落、杂类草群落和沙蒿群落）枯落物蓄积量、持水性能、对降雨的截留和对土壤水分蒸发的抑制作用,分析了荒漠草原不同植被类型枯落物的生态水文功能。结果表明：枯落物蓄积量和最大持水量均为蒙古冰草群落〉甘草群落〉赖草群落〉杂类草群落〉沙蒿群落;5种群落枯落物层对降雨的截留量在3.36～5.27 mm,截留率在3.40%～6.82%,枯落物对降雨的截留量与降雨量呈正相关,而降雨量与截留率呈负相关,且枯落物对降雨的截留具有显著的季节变化规律。在不同枯落物覆盖下,枯落物对土壤的抑制效应也存在显著差异,0.5~2 cm覆盖厚度比不盖枯落物土壤水分蒸发减少了19.25%～76.82%,枯落物层减少土壤水分蒸发效应随枯落物层厚度增大而增加。枯落物的蓄积与覆盖对土壤水分的运移和蓄存产生明显的生物学作用,已经成为荒漠草原最重要的生态过程之一。     

内蒙古羊草草原凋落物分解过程中营养元素的动态

凋落物分解是生态系统养分循环的关键环节,作为植物体向土壤归还营养物质的主要途径,对维持生态系统的平衡具有重要的意义。以内蒙古锡林河流域的羊草草原优势种羊草(Leymus chinensis)和冰草(Agropyron cristatum)、羊草和冰草双物种、多物种混合凋落物为研究对象,采用凋落物袋法研究了4类凋落物的分解特征及营养元素动态变化过程。结果表明:多物种、双物种、羊草和冰草凋落物的分解常数分别为1.04、0.98、1.01和0.95;4类凋落物各元素表现为不同的动态变化特征,C、P、K、Mg、Ca、Cu为净释放,平均释放率在16.37%~87.43%,Fe为累积模式,累积率为140%~339%;羊草、冰草、多物种凋落物的Mn为净累积,累积率为35.07%~57.28%,而双物种凋落物的Mn为净释放,释放率仅为0.9%;羊草凋落物的Zn为净累积,累积率为70.76%,其它凋落物表现为净释放,释放率为4.09%~22.32%。混合凋落物分解存在非加性效应,在0~305 d内,羊草和冰草凋落物之间存在着抑制作用。羊草和冰草凋落物混合对C、Cu残留率起抑制作用,对Mn、Zn、Ca、Fe残留率起促进作用,而对N残留率先起促进作用后起抑制作用,对P、Mg、K的残留率无显著影响。     

荒漠草原4种典型植物群落夏季土壤呼吸及枯枝落叶分解释放CO2贡献量

采用动态密闭气室分析法测定了沙蒿（Artemisia desertorum）群落、赖草（Leymus secalinus）群落、甘草（Glycyrrhizauralensis）群落和冰草（Agropyron crisatum）群落4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸和枯落物分解的CO2释放速率（RS＋L）、土壤呼吸CO2释放速率（RS）,利用推导法估算得到了枯落物分解的CO2释放速率（RL）及其对总释放的贡献。得到了如下结论：（1）4种群落的RS＋L差异较大,其平均值大小排序分别为冰草群落〉赖草群落〉甘草群落〉沙蒿群落,且各群落的RS＋L在1 d中是不稳定的,均表现为不对称的单峰曲线形式;土壤基础呼吸大小排序分别为冰草群落〉甘草群落〉赖草群落〉沙蒿群落,且土壤基础呼吸高的土壤,其土壤养分状况较好。（2）RS相对于气温具有时滞性,4个群落的平均值大小为冰草群落〉赖草群落〉沙蒿群落〉甘草群落。（3）RL平均值大小排序分别为冰草群落〉甘草群落〉赖草群落〉沙蒿群落;对RS＋L的贡献率大小排序为甘草群落〉冰草群落〉沙蒿群落〉赖草群落,表明RL值大的,其对RS＋L的贡献率不一定大,两者之间不存在正相关关系。不同植物群落枯落物对土壤呼吸的贡献与枯落物量、温度因子的相关关系并未表现出一致性,但与15 cm处的地温相关性最高。夏季RL对RS＋L的平均贡献量（以CO2计）在0.05~0.16 g.m-2.h-1之间,平均贡献率在12.88%~35.33%,是大气CO2的一个重要的排放源。     

荒漠草原4种典型植物群落夏季土壤呼吸及枯枝落叶分解释放CO2贡献量

采用动态密闭气室分析法测定了沙蒿(Artemisia desertorum)群落、赖草(Leymus secalinus)群落、甘草(Glycyrrhizauralensis)群落和冰草(Agropyron crisatum)群落4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸和枯落物分解的CO2释放速率(RS+L)、土壤呼吸CO2释放速率(RS),利用推导法估算得到了枯落物分解的CO2释放速率(RL)及其对总释放的贡献。得到了如下结论:(1)4种群落的RS+L差异较大,其平均值大小排序分别为冰草群落>赖草群落>甘草群落>沙蒿群落,且各群落的RS+L在1 d中是不稳定的,均表现为不对称的单峰曲线形式;土壤基础呼吸大小排序分别为冰草群落>甘草群落>赖草群落>沙蒿群落,且土壤基础呼吸高的土壤,其土壤养分状况较好。(2)RS相对于气温具有时滞性,4个群落的平均值大小为冰草群落>赖草群落>沙蒿群落>甘草群落。(3)RL平均值大小排序分别为冰草群落>甘草群落>赖草群落>沙蒿群落;对RS+L的贡献率大小排序为甘草群落>冰草群落>沙蒿群落>赖草群落,表明RL值大的,其对RS+L的贡献率不一定大,两者之间不存在正相关关系。不同植物群落枯落物对土壤呼吸的贡献与枯落物量、温度因子的相关关系并未表现出一致性,但与15 cm处的地温相关性最高。夏季RL对RS+L的平均贡献量(以CO2计)在0.05~0.16 g.m-2.h-1之间,平均贡献率在12.88%~35.33%,是大气CO2的一个重要的排放源。     

植被恢复对寒旱区典型草原群落枯落物分解的影响研究

草地的不同利用方式和利用程度影响枯落物的分解过程,进而影响生态系统的物质循环和能量流动。为了解寒旱区植被恢复后草地生物地球化学循环过程,在内蒙古不同恢复年限(恢复25年、恢复12年和严重重度退化)的典型草原群落开展枯落物原位分解试验,分别于样品投放后的第15、30、45、60、75、300、330和360天回收分解袋,同时测定8个时期枯落物中氮(N)、碳(C)、磷(P)、纤维素、木质素和灰分含量并记录土壤表层温度和含水量,以确定不同恢复阶段植物群落枯落物物质损失情况。结果表明,恢复时间不同的3个群落,枯落物残留率存在显著差异(P0.05),恢复25年群落、恢复12年群落和重度退化群落枯落物的残留率分别为31.57%、44.11%和49.63%。植被恢复对不同群落枯落物分解系数影响较小,但减少了枯落物分解时间。经过25年和12年的恢复,枯落物分解95%需要的时间分别为1 465 d和1 361 d,而重度退化群落为2 864,植被恢复使得分解时间减少大约一半。植被恢复对枯落物中TOC含量存在显著影响(P0.05),植被恢复可以减缓枯落物中有机碳的损失速率。经过一年的分解,重度退化群落枯落物中纤维素、木质素、和灰分的含量显著高于两个恢复群落(P0.05)。植被恢复减少了枯落物分解过程中的难分解物质的含量。植被恢复通过改变植物枯落物中物质的组成,进而改变生物地球化学循环的速率。围封恢复可以加速草地生态系统生物地球化学循环的速率。气温是控制寒旱区草地全年枯落物分解的重要环境因素;在温度条件适宜时,水分条件的变化对枯落物分解速率有一定的影响。     

杨树人工林生态系统凋落物生物量及其分解特征

凋落物是森林土壤有机质的主要来源,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要载体。而凋落物分解是森林生态系统养分生物地球化学循环的重要过程,是土壤有效养分供应能力的决定因素之一,与森林生产力及可持续生长密切相关。通过研究杨树人工林凋落物生物量及其分解过程,掌握其养分数量及其释放规律,为人工林可持续经营提供重要依据。采用凋落物收集网法和凋落物分解袋法,对长江中下游地区南京市浦口区13年生的杨树(Populus deltoides Bartr.cv."Lux"I-69/55)人工林生态系统凋落物生物量以及不同类型凋落物的分解特征进行了系统研究,结果表明:杨树人工林凋落物生物量约为5t·hm~(-2)·a~(-1),叶片是凋落物的主要成分,占凋落物总量的70%左右;通过Olson指数模型拟合得出的各凋落物的半分解时间及95%分解时间均表现为杨树枯枝杨树枯叶混合凋落物枯死的林下植被杨树根系。2年连续分解试验表明,凋落物中的N整体上呈先富集后释放的模式,P整体上呈持续富集的模式,K呈早期释放模式,而Ca和Mg的释放模式比较复杂。分解2年后,杨树地上部分凋落物(枯叶和枯枝)养分总释放量(N、P、K、Ca和Mg的总和)为86.1 kg·hm~(-2),养分回归率约为60%;林下植被凋落物养分总释放量为92.3 kg·hm~(-2),养分回归率达75%以上,表明林下植被凋落物是杨树人工林生态系统养分归还的重要组成部分。     

喀斯特高原石漠化区次生林叶片—枯落物—土壤连续体碳氮磷生态化学计量特征

探究喀斯特高原石漠化区贵州青冈[Cyclobalanopsis argyrotricha (A. Camus) Chun et Y. T. Chang]-云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens Burk)林、麻栎(Quercus acutissima Carruth)林、猴樟(Cinnamomum bodinieri Levl)林和华山松(Pinus armandii Franch)林4种次生林叶片—枯落物—土壤连续体C、N、P生态化学计量特征及相关性,可为喀斯特森林恢复重建和经营管理提供依据.对4种次生林叶片、枯落物及土壤进行野外取样,室内测定C、N、P含量及计算生态化学计量比.结果显示:4种次生林叶片组分的C、N、P元素含量为474.34、18.59、1.78 g/kg;枯落物组分C、N、P元素含量为444.21、12.84、0.96 g/kg;土壤组分(0-10 cm)的C、N、P元素含量为80.40、2.80、0.86 g/kg,叶片—枯落物—土壤连续体C、N、P含量皆表现为高—中—低变化趋势.4种森林叶片—枯落物—土壤连续体各组分C:N:P计量比依次为266:10:1、490:14:1、93:3:1,叶片-枯落物-土壤连续体C:N:P质量比呈中—高—低的变化趋势. C/N、C/P、N/P在叶片—枯落物—土壤连续体各组分中变化趋势不同,C/N在4种森林中变化规律不一致,而C/P与N/P在4种森林中皆表现为中—高—低变化趋势.土壤组分N/P与叶片组分C/P、N/P,枯落物组分N/P与叶片组分C/P、N/P之间皆为显著正相关,而枯落物和土壤组分的N/P之间没有表现出显著的相关性.与已有的研究结果相比,喀斯特次生林叶片—枯落物—土壤连续体C含量呈中—低—高格局,N含量为中—高—高格局,P含量为高—高—高格局,C:N:P化学计量为低—低—高格局,叶片N/P、枯落物C/N较低,土壤C/N相对较高,C/P、N/P相对较低.综上所述,喀斯特高原石漠化区次生林枯落物分解较快,土壤中P回归充分而N回归不足,植被生长主要受到N的限制,且养分循环速度与优势种相关,优势种选择是森林恢复与经营的核心内容.(表5参38)     

晋西吕梁山区3种森林碳氮磷生态化学计量特征

以吕梁山区3种人工林(山杨林、落叶松林和油松林)为研究对象,采用标准样地的实测数据,探索植物叶片、枯落物及表层(0-20 cm)土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,并进行相关性分析.结果显示,不同森林类型同一组分C、N、P含量差异显著,叶片、枯落物、土壤的C、N含量均为山杨林大于落叶松林和油松林,P含量为落叶松林大于山杨林和油松林.3种森林C、N、P含量均为叶片枯落物土壤,且叶片与枯落物C、N、P含量显著高于土壤;C:N、C:P均表现为枯落物叶片土壤,N:P则表现为叶片土壤枯落物.山杨林枯落物N:P与土壤N:P呈现显著正相关;落叶松林叶片C:N与枯落物N:P呈现显著负相关,叶片C:P与土壤N:P呈现显著正相关;油松林叶片N:P与土壤N:P呈现显著正相关.以3种森林类型总体来说,叶片与土壤N含量呈现显著正相关,而枯落物与土壤C、N、P之间均无显著相关.上述研究表明,环境因素对土壤C、N、P计量特征的影响较大,尤其是纬度和海拔对土壤C、N、P及C:N、C:P的影响最为显著,且均为显著正相关;结果可为进一步研究该地区不同树种的养分利用和循环特征提供科学依据.     

Stoichiometric characteristics of carbon,nitrogen, and phosphorus in leaf litter soil of Pinus yunnanensis forest during different restoration stages in the karst plateau of eastern Yunnan北大核心CSCD

以滇东岩溶坡地不同恢复阶段云南松林(纯林、人工混交林、天然次生林)为研究对象,以元江栲原生林和小铁仔灌丛作为参照样地,对5种植被类型中的叶片-枯落物-土壤中的C、N、P含量和化学计量比特征进行研究.结果表明:(1)3种云南松林都呈现为高C(432.27 g/kg)、低N(10.28 g/kg)、P(0.96 g/kg)的格局,5种植被类型的叶片-枯落物-土壤C、N、P含量基本都表现为叶片>枯落物>土壤,C/N、C/P、N/P值则都表现为枯落物>叶片>土壤,叶片和枯落物的养分含量和化学计量比值与土壤间差异显著.(2)3种云南松林对于养分的吸收同化能力差异不大,但天然次生林的枯落物质量最好,人工混交林的土壤N、P有效性最高,云南松林内受N的胁迫作用强于原生林和灌丛.(3)植物叶片-枯落物-土壤中C、N、P及其化学计量比间相关性显著,互馈机制明显.研究区内土壤C、N、P化学计量特征受土壤pH、团聚体颗粒、含水率、容重和硝态氮影响显著.因此,滇东岩溶高原云南松植被恢复过程中主要受N胁迫作用,提高枯落物养分回流是云南松植被恢复与经营的关键要素.(图4表3参41)     

岷江上游高山森林冬季河流中凋落叶碳、氮和磷元素动态特征

高山森林河流中凋落叶元素释放动态不仅是生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分,而且是森林养分流失的主要过程,并可能与冬季雪被和冻融导致的水环境变化密切相关.以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为对象,采用凋落叶分解袋法,研究冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期、融化期)河流中凋落叶碳(C)、氮(N)和磷(P)元素动态特征.康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶C(14.6%-47.7%)、N(22.3%-58.5%)和P(4.8%-20.5%)元素在整个冬季均表现为明显的释放现象,而高山杜鹃凋落叶C(-7.3%)和N(-62.7%)表现为明显的负释放(富集)现象,P(0.7%)表现为微量的释放现象.整体而言,凋落叶分解过程中C、N和P元素在冬季的冻结初期、冻结期和融化期整体表现为释放—富集—释放的模式,但康定柳和方枝柏凋落叶N表现为富集—富集—释放模式,方枝柏凋落叶P表现为释放—富集—富集模式.同时,凋落叶C、N和P元素的释放率受河流水温、p H、电导率和C、N、P营养元素等水体环境因子的显著影响.这些结果表明高山森林河流水环境特征显著影响了凋落叶分解过程中元素动态及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶种类和基质质量的控制.     

亚热带常绿阔叶林凋落叶分解过程中氮和磷在不同雨热季节的释放动态

为理解植物—土壤之间的养分联系,采用凋落物分解袋法,研究季节性降雨期间常绿阔叶林区最具代表性的马尾松(Pinus massoniana)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliata)、麻栎(Quercus acutissima)等6种凋落叶第一年不同雨热季节分解中氮(N)、磷(P)动态及释放与富集特征.结果显示,凋落叶的N浓度随雨季的变化动态取决于树种,但除红椿以外的其它5种凋落叶在分解初期N浓度变化不明显,在雨季时期显著升高(P<0.05);6种凋落叶P浓度动态比较一致,表现为分解初期P浓度稍微下降,在雨季时期显著升高(P<0.05).历经一年的分解,红椿N、P释放率最大(分别为81.79%、54.19%),香樟N富集率最大(131.45%),马尾松的P富集率最高(268.75%),且6种凋落叶N、P释放/富集率动态均在雨季最明显.凋落叶分解过程中C/N、C/P呈现下降趋势,而N/P变化规律不一致.这些结果均表明,季节性降雨显著(P<0.05)影响凋落叶N、P动态,雨季温湿度的改变可影响N、P释放过程.     

内蒙古羊草草原植物营养元素的含量特征

植物对营养元素的吸收利用是生态系统物质循环的关键过程,同时也是退化草地生态系统恢复和重建的重要问题。为探讨草原生态系统植物对元素的吸收利用规律,在内蒙古锡林河流域的羊草草原选取羊草(Leymus chinensis、冰草(Agropyron cristatum)、大针茅(Stipa grandis)、西伯利亚羽茅(Achnatherum.sibirica)、芯芭(Cymbaria dahurica.)、洽草(Koeleria cristata)等11种主要植物为研究对象,分析比较了10种营养元素的含量特征。结果表明,(1)研究区主要植物各元素含量特征属于w(K)w(Ca)w(Mg)型。元素的变异系数均小于1,元素种间差异不显著。(2)相关性分析表明,C和Fe、C和Cu、N和K、N和Mg、P和K、P和Mg、Ca和Mg、Fe和Cu均为极显著相关(P≤0.01),C和Fe、C和Cu是负相关,其它均为正相关;N和P、N和Ca、K和Mg显著正相关(P≤0.05)。(3)禾本科植物具有低N-P-K-Ca特征,Fe、Cu元素含量较高,非禾本科物种Mn、Zn、P、Mg、Ca、K、N、C元素含量较高,其中Ca、K、Mg元素达到极显著差异(P≤0.01),N达到显著差异(P≤0.05)。(4)利用主成分分析法对植物营养元素水平进行综合评价,表明芯芭、洽草、菊叶委陵菜的营养元素含量水平较高,吸收营养元素的能力较强。     

水分变化对若尔盖高寒湿地木里薹草(Carex muliensis)枯落物分解及CO_2排放的影响

枯落物分解是湿地生态系统物质循环和能量流动的重要环节,是调控全球碳平衡的关键过程之一。深入探究枯落物分解对水分变化的响应,对于了解湿地生态系统碳动态及其对气候变化的反馈至关重要。以若尔盖高寒湿地优势植物种木里薹草(Carex muliensis)枯落物为研究对象,设置不同水量和频率的干湿交替变化试验,测定枯落物失重率以及CO_2排放量,研究枯落物分解对于水分变化的响应。结果表明,培养期间水分变化对木里薹草枯落物失重率没有显著影响。不同干湿交替处理下枯落物失重率的变化范围为31.64%～34.26%。水量、频率及两者交互作用对枯落物CO_2排放均有显著影响(P0.05)。与低水量相比,高水量处理增加了木里薹草枯落物CO_2排放量。在高水量处理下,降低降水频率可显著增加CO_2排放(P0.05),高、低频率下CO_2排放量分别为(5.28±0.24)和(10.77±0.64) g·kg~(-1)。因此,未来降水格局变化(包括降水量和降水频率变化)将对若尔盖高寒湿地木里薹草枯落物分解过程中的CO_2排放产生重要影响。     

八达岭林场不同密度油松人工林枯落物水文效应

研究不同林分密度对枯落物水文效应的影响,可为增强水源涵养、提升水文生态功能和优化生态系统服务提供理论依据。以北京八达岭林场4种密度(900、1 260、1 460和1 660 plant·hm~(-2))的油松(Pinus tabulaeformis)人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法,分析不同密度下未分解层和半分解层枯落物蓄积量、枯落物持水特征、枯落物持水量和吸水速率及其与浸水时间的关系。结果表明,(1)4种密度油松人工林枯落物蓄积量为14.94-25.74 t·hm~(-2),厚度为20.63-33.37 mm,不同密度林分枯落物蓄积量和厚度表现为1 260 plant·hm~(-2)1 660 plant·hm~(-2)1 460 plant·hm~(-2)900 plant·hm~(-2)。(2)枯落物最大持水量为33.03-51.88 t·hm~(-2),最大拦蓄量为29.98-47.04 t·hm~(-2),有效拦蓄量为25.03-39.25 t·hm~(-2),其中以1 260 plant·hm~(-2)林分最大。(3)枯落物及其各分解层的持水量均随浸水时间呈对数增加,其半分解层枯落物持水量均高于未分解层。(4)枯落物持水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系,半分解层相对未分解层具有更强的持水能力。综合比较八达岭林场4种密度油松人工林枯落物的持水性能,认为1 260 plant·hm~(-2)的持水能力较好,可较好地涵养水源。     

草地枯落物分解研究进展及展望

草地枯落物是草地生态系统中生物组分枯死后所有有机物质的总称,是草地生态系统重要的组成部分,是除冠层外,大气与矿质土壤层、植物根系层进行物质与能量交换的另一介质,在生态学中起着不可替代的作用。随着西部大开发战略和退耕还林还草工程的实施,大型家畜等草食性动物退出草地生态系统后,枯落物成为草地生态系统物质和能量循环的重要调节枢纽。近年来,随着全球应对气候变化、节能减排和低碳经济所面临的压力,作为全球碳循环的重要组成部分,草地枯落物的研究被越来越多的学者所重视。文章在综述国内外大量文献的基础上,对草地枯落物的概念进行了比较分析,对其进行了准确定义;归纳出了尼龙网袋法、室内分解培养法、现量估算法和同位素法等多种草地枯落物分解方法,并就枯落物分解过程中经常采用的分解率概算模型、时间衰减模型、影响因子关系模型等进行了比较分析,总结出枯落物的分解是由淋溶、自然粉碎和代谢等3个主要作用,碎屑食物链、腐食食物链等2种不同的食物链共同组成的复杂过程。开展长期定位监测、形成统一的研究方法,探索枯落物分解过程中碳循环微观机理,以及影响因子之间的交互作用是未来草地枯落物研究工作的重点。     

高寒沙地两种柳树不同径级细根分解动态特征

为了解高寒沙区杨柳科植物的细根分解特征,以青海共和的乌柳(Salix cheilophila)和沙柳(Salix psammophila)为研究对象,探讨不同径级细根(0~0.5、0.5~1和1~2 mm)的分解规律、养分释放规律及其影响因素,对评价两种杨柳科灌木人工林在共和盆地的长期适应性具有重要意义,为长期研究高寒沙区土壤碳循环和养分循环规律提供理论依据。利用埋袋法,比较不同径级细根在经历了489 d分解后的质量残留率、养分(C、N、P、K)释放率及分解速率与初始养分含量的相关性,总结乌柳和沙柳细根分解动态特征;运用非线性指数衰减模型拟合估算细根分解系数以及分解50%、95%所需的时间。结果表明,细根分解率表现为第一年生长季6—10月分解速率快,11月—次年6月分解速率缓慢,次年生长季6—10月分解速率加快的趋势。两种柳树在前120天均为快速分解阶段,各径级细根质量残留率为77.24%~85.26%,120~360 d为缓慢分解阶段,从第360天开始分解速率缓慢上升。经过489 d分解后,两种柳树细根质量显著下降,残留率为66.44%~82.23%,且分解速率随细根直径增大而增大。通过指数衰减模型拟合得到乌柳和沙柳细根分解极其缓慢,损失95%质量分别需要26 a和38 a。细根分解过程中,乌柳和沙柳不同养分的释放特征不同。细根C、N、P以释放为主,且养分释放速率总体上随细根直径增大而增大。细根质量残留率与初始C/N值呈显著负相关关系(P0.01),即初始底物C/N值越大,细根初始分解速率越小。     

华山松林凋落物养分释放及土壤生态化学计量特征对模拟氮沉降的短期响应

研究模拟氮(N)沉降下森林生态系统凋落物-土壤C/N/P化学计量特征,对探究在全球气候变化背景下森林生态系统物质循环内在机理具有重要科学意义。以滇中亚高山华山松林(Pinus armandii forest)为研究对象,采用尼龙网袋法于2018年2月—2019年1月在华山松林开展模拟N沉降下凋落叶、枝原位分解试验,分别设置4个N沉降水平:对照CK(N 0g·m~(-2)·a~(-1))、低氮LN(N 5 g·m~(-2)·a~(-1))、中氮MN(N 15 g·m~(-2)·a~(-1))和高氮HN(N 30 g·m~(-2)·a~(-1))。结果表明:华山松林凋落叶和枝C元素均为直接释放模式;凋落叶和枝N元素分别为淋溶-富集-释放和富集-释放模式;凋落叶和枝P元素分别为淋溶-富集-释放和富集-释放模式;凋落叶的C、N、P养分释放速率(40.71%、53.83%、47.06%)均高于凋落枝(20.98%、22.04%、13.15%);各N处理下,凋落叶和枝C释放速率均表现为LNMNCKHN;N沉降总体增加了凋落叶C、N含量,但对P含量无显著影响;N沉降显著降低了凋落叶ω_((C))/ω_((N))和ω_((N))/ω_((P))、凋落枝ω_((C))/ω_((N));凋落叶、枝N、P含量与土壤N、P含量密切相关,土壤P对凋落叶化学计量影响最大,土壤N对凋落枝化学计量影响最大,土壤C对凋落物化学计量影响最小。在短期内N沉降能抑制凋落物分解过程中C、N、P的释放,但对土壤化学计量特征无明显影响,滇中华山松林凋落物分解过程中的化学计量变化特征及养分释放的研究有助于了解森林生态系统对N沉降的响应机理,特别是土壤N、P对凋落物分解的影响将为后续研究的重点内容。     

模拟雪被变化对红桦和四川红杉凋落叶碳氮磷释放动态的影响

凋落叶碳和养分的归还是森林生态系统物质循环的重要环节,且可能受到气候变暖所引发雪被格局变化的影响.通过野外雪被控制（雪被减少和雪被去除）和凋落物分解实验,探究亚高山森林落叶树种红桦（Betula albosinensis Burkill）和四川红杉（Larix mastersiana Rehder&E.H.Wilson）凋落叶分解过程中碳（C）、氮（N）、磷（P）释放动态在各关键时期（雪被形成期、覆盖期、融化期和生长季）对雪被变化的响应.结果表明：红桦和四川红杉凋落叶在分解第一年呈现C释放和N、P累积,其中,C含量减少了8.7%-11.5%,N、P含量分别增加了25.0%-36.4%和21.2%-43.4%.分解一年后,相较于自然雪被,凋落叶C在雪被减少和去除条件下释放更快,而N、P累积更少.不同物种凋落叶在分解过程中表现出不同趋势,红桦凋落叶N、P在冬季即开始呈现富集,而四川红杉N、P的富集延后发生在生长季.另外,混合线性模型和相关性分析结果表明雪被、分解时期、物种及三者之间的交互作用显著影响了凋落叶C、N、P的变化,其释放率与日均温显著相关,且N释放率与凋落叶初始质量显著相...     

季节性冻融期长白山森林溪流中凋落叶N、P的释放动态

冬季河床凋落叶作为寒冷区森林溪流的主要能量来源,其元素释放动态是土壤-水体营养元素流动的关键纽带,并可能受到凋落叶质量、底栖动物与季节性冻融过程的影响。为了解凋落叶在季节性冻融过程中的分解过程、元素动态及底栖动物在该过程中的作用,以长白山森林源头溪流河岸带代表性植物色木槭(Acer mono)和蒙古栎(Quecus mongolica)为研究对象,采用凋落叶分解袋的方法,分别研究了有无底栖动物定殖的(5 mm和0.3 mm孔径)凋落叶袋中凋落叶的分解动态及N、P元素的动态特征。结果表明:(1)低温条件下,色木槭仍维持较快的分解速率(0.015 2±0.003 0) d-1,蒙古栎维持中速分解速率(0.006 4±0.001 7) d-1;(2)底栖动物显著促进了凋落叶的质量损失(P0.05),其对色木槭凋落叶分解的贡献高于蒙古栎,表明底栖动物对凋落叶的摄食分解具有一定的选择性,其更倾向于选择分解快的高质量凋落叶;(3)冻融期分解过程中蒙古栎凋落叶N元素表现为富集-释放-释放,而色木槭凋落叶N元素在各个时期均表现为释放现象,2种凋落叶P释放动态一致;(4)底栖动物显著促进了凋落叶越冬分解过程中N、P元素的释放(P0.05);(5)从不同时期的失质量速率及元素释放率可见,底栖动物对凋落叶分解及元素释放动态的主要作用出现在冻结期。     

模拟氮沉降对鄂西南亚高山湿地泥炭藓(Sphagnum)凋落物分解的影响

当前氮沉降对湿地泥炭藓凋落物分解的影响还存在很大争议,并且亚热带湿地泥炭藓分解对氮沉降的响应研究鲜见报道.采用分解袋法,在鄂西南地区开展模拟氮沉降对泥炭藓凋落物分解影响的实验.模拟氮浓度设置4个水平,分别为N0(0 g m~(-2) a~(-1))、N3(3 g m~(-2) a~(-1))、N6(6 g m~(-2) a~(-1))、N12(12 g m~(-2) a~(-1)),其中N0为对照(CK).野外分解3、6、9和12个月后,室内测定泥炭藓凋落物干重、灰分、总碳(C)、总氮(N)、C/N以及总酚含量,计算凋落物的质量残留率、总碳(C)残留率及总酚残留率.结果显示:(1)氮沉降对凋落物分解的影响取决于分解时间,且泥炭藓凋落物的分解主要发生在前6个月.分解12个月后,N3浓度的质量残留率较CK下降了11.91%,而N6、N12较CK分别增加了12.98%、10.43%.(2)氮沉降对凋落物灰分含量有一定影响,但是随分解时间的延长影响程度不同.凋落物的相对灰分含量和绝对灰分含量均随分解时间的增加呈显著增加趋势.(3)氮沉降对泥炭藓凋落物总碳(C)含量有显著的影响(P 0.05),分解时间对泥炭藓凋落物总碳(C)、总氮(N)及总酚含量存在显著影响(P0.05),且氮沉降对泥炭藓凋落物总碳(C)含量的影响程度取决于分解时间.分解12个月后,凋落物中总碳(C)含量和C/N均较初始值有所下降,总氮(N)含量和总酚含量则有所增加.(4)凋落物质量残留率、总碳(C)残留率与总酚残留率呈现出较强的线性正相关.可见,氮沉降对泥炭藓分解在短期内有一定影响,但并不是简单地促进或抑制作用.(图4表2参53)